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以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表.难溶物KspCa3(AsO4)26.8×10-19AlAsO41.6×10-16F
题目详情
以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表.
表1.几种砷酸盐的Ksp
表2.工厂污染物排放浓度及允许排放标准
回答以下问题:
(1)若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1,c(AsO43-)最大是______mol•L-1.
(2)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式______.
(3)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入适量生石灰调节pH到2,再投入适量生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降.
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为______;
②在pH调节到8左右才开始出现大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因为______.
难溶物 | Ksp |
Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
AlAsO4 | 1.6×10-16 |
FeAsO4 | 5.7×10-21 |
污染物 | H2SO4 | As |
浓度 | 28.42g/L | 1.6g•L-1 |
排放标准 | pH 6~9 | 0.5mg•L-1 |
回答以下问题:
(1)若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1,c(AsO43-)最大是______mol•L-1.
(2)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式______.
(3)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入适量生石灰调节pH到2,再投入适量生石灰将pH调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降.
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为______;
②在pH调节到8左右才开始出现大量Ca3(AsO4)2沉淀的原因为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)若混合溶液中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1,依据Ksp大小可以得到,Ksp(FeAsO4 )小,反应过程中Fe3+先析出沉淀;依据Ksp(FeAsO4 )=c(Fe3+)c(AsO43-)=5.7×10-21;Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol•L-1,计算得到 c(AsO43-)=5.7×10-17mol/L,
故答案为:5.7×10-17;
(2)三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)同时生成Mn2+和H2O,则该反应的离子方程式为:2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O,
故答案为:2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O;
(3)①硫酸钙难溶于酸,所以酸性条件下能析出,因此pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为CaSO4,故答案为:CaSO4;
②H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀.
故答案为:5.7×10-17;
(2)三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸)同时生成Mn2+和H2O,则该反应的离子方程式为:2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O,
故答案为:2H++MnO2+H3AsO3=H3AsO4+Mn2++H2O;
(3)①硫酸钙难溶于酸,所以酸性条件下能析出,因此pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为CaSO4,故答案为:CaSO4;
②H3AsO4是弱酸电离出来的AsO43-较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀,
故答案为:H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO43-浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀.
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